摘要:目的:针对足下垂步态的患者,本研究设计一种刚度可调的前置式踝足矫形器,实现对患者踝关节病态跖屈的最佳限制以恢复踝关节自然步态的目的。方法:通过自制实验装置测得10名18-55岁肌肉无力导致足下垂患者畸形矫正所需的最小矫治力矩,应用于踝足矫形器的材料选择。通过力学拉伸实验,研究了不同填充结构及填充率参数和杨氏模量的关系。选取一名典型性足下垂患者,以其足部几何数据和特定的填充材料和填充结构3D打印快速制作出贴合患者足部形状的前置式矫形器,进行赤足和分别穿戴2种踝足矫形器(前置式刚性和前置式柔性)情况下的运动学和跖屈肌群(比目鱼肌、腓肠肌内侧头和腓肠肌外侧头)的表面肌电测试,验证矫形器对跖屈的最佳限制的有效性和踝关节外翻、跖屈功能保留的程度。结果:足下垂患者所需的最小矫正力矩为2.16N.m,相比前置式刚性踝足矫形器,穿戴前置式柔性踝足矫形器时,踝关节跖屈的活动度增加67.8%;内外翻的活动度增加88.6%;负责跖屈功能的肌群(比目鱼肌、腓肠肌内侧头和腓肠肌外侧头)激活程度也分别减少了38.3%、46.6%和55.8%。 结论:该刚度可调式踝足矫形器可用于足下垂患者的个性化矫形定制,具备更有效、更适合日常长期使用的矫形功能和潜力。